JP2018180321A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の劣化を抑制できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】プロジェクターは、光源装置と、光源装置から出射された光の光路上に配置される第１光学部品と、第１光学部品を保持する保持部材と、第１光学部品に冷却気体を流通させる冷却部と、を備え、第１光学部品は、入射される光を光学的に変換する光学素子と、光学素子に対向し、光学素子に当接する透光性部材と、を有し、保持部材は、光学素子及び透光性部材を挟持する挟持部と、挟持部を介して第１光学部品を支持する支持部と、を有し、支持部は、第１光学部品に入射される光、及び、第１光学部品から出射される光の少なくともいずれかが通過する開口部を有し、支持部と第１光学部品との間には、間隙が形成されている。【選択図】図１０

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源と、当該光源から出射された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成する液晶ライトバルブと、形成された画像を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。これらのうち、液晶ライトバルブは、液晶パネルと、当該液晶パネルを挟む一対の偏光板と、を有する。
この一対の偏光板は、液晶パネルに対して光入射側に位置する入射側偏光板と、光出射側に位置する出射側偏光板とにより構成され、これら偏光板は、液晶パネルを挟む位置に配置される。

ここで、入射側偏光板は、液晶パネルに対して透過軸が適切な向きとなるように配置される必要がある。これに対し、光源から出射された光束の光路上に配置される光学部品が収容される光学部品用筐体に、入射側偏光板を保持する保持部材を取り付け、当該保持部材の位置を調整することによって、入射側偏光板の位置（透過軸の向き）を調整する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記特許文献１に記載のプロジェクターでは、光源から出射されたランダム光を液晶パネルにて利用可能な第１の直線偏光光に揃える偏光変換素子が設けられ、当該第１の直線偏光光が、入射側偏光板に入射される。一方、出射側偏光板は、液晶パネルから出射された光のうち、当該出射側偏光板の偏光軸に一致している振動方向の光を透過し、他の振動方向の光を吸収する。このため、出射側偏光板は、入射側偏光板に比べて吸収される光量が多くなりやすく、高熱が生じやすい。一方、偏光板の偏光特性は、熱によって劣化しやすいことから、偏光板を冷却する構成が必要となる。

このような問題に対し、熱伝導率が高い一対のガラス基板によって偏光板本体を挟んだ偏光板が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に記載の偏光板では、偏光板本体にて生じた熱は、当該偏光板本体の光通過領域より大きな面積を有する一対のガラス基板に伝達され、当該一対のガラス基板にて放熱される。

特開２０１５−１５２８４３号公報 特開２００４−１９８５９６号公報

近年、プロジェクターの高輝度化が要望され、高輝度な光束を出射する光源が採用される傾向にある。このため、入射光量の増大に伴って、出射側偏光板だけでなく、入射側偏光板の温度が高くなり、これら偏光板の偏光特性が劣化しやすいという問題がある。
このような問題は、偏光板に限らず、光が入射される他の光学素子においても生じうることから、これら光学素子の劣化を抑制可能な構成が要望されている。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、光学素子の劣化を抑制できるプロジェクターを提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光の光路上に配置される第１光学部品と、前記第１光学部品を保持する保持部材と、前記第１光学部品に冷却気体を流通させる冷却部と、を備え、前記第１光学部品は、入射される光を光学的に変換する光学素子と、前記光学素子に対向し、前記光学素子に当接する透光性部材と、を有し、前記保持部材は、前記光学素子及び前記透光性部材を挟持する挟持部と、前記挟持部を介して前記第１光学部品を支持する支持部と、を有し、前記支持部は、前記第１光学部品に入射される光、及び、前記第１光学部品から出射される光の少なくともいずれかが通過する開口部を有し、前記支持部と前記第１光学部品との間には、間隙が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、光学素子に当接する透光性部材により、光学素子から伝達される熱を拡散させつつ放熱できる。これによれば、光学素子の温度分布を均一化させやすくすることができるので、局所的に温度が高い部位が光学素子に生じることを抑制できる。従って、光学素子、ひいては、第１光学部品の熱による劣化を抑制できる。
また、当該光学素子及び透光性部材を有する第１光学部品と、当該第１光学部品を支持する支持部との間には、間隙が形成されている。これによれば、上記冷却部によって流通される冷却気体を、当該間隙に流通させることができる。そして、当該間隙を流通した冷却気体を、開口部内の部位、すなわち、第１光学部品において光が入射される部位に冷却気体を流通させることができ、当該部位を冷却できる。これにより、第１光学部品と冷却気体との接触面積を拡大できる他、第１光学部品において流通しにくい部位に冷却気体を流通させることができる。従って、第１光学部品の冷却効率を高めることができ、当該第１冷却部品の熱による劣化を抑制できる。

上記一態様では、前記挟持部は、前記第１光学部品の一部を露出させ、前記第１光学部品に前記冷却気体を流通させる凹部を有することが好ましい。
このような構成によれば、第１光学部品において冷却気体との接触面積を拡大できる。従って、第１光学部品の冷却効率をより高めることができ、当該第１光学部品の熱による劣化を一層抑制できる。

上記一態様では、前記挟持部は、前記第１光学部品と前記支持部との間に位置し、前記支持部に固定される固定部を有し、前記間隙の少なくとも一部は、前記固定部の厚みによって形成されることが好ましい。
このような構成によれば、上記間隙を形成するための突出部分を挟持部に設ける必要がない。従って、保持部材の構成を簡略化できる。
なお、別体として構成された挟持部材が支持部材に取り付けられることによって、挟持部材が挟持部として機能し、支持部材が支持部として機能する場合で、上記固定部が或る部位を折り曲げて形成される場合には、折り曲げを容易にするマージンの分だけ、第１光学部品と支持部との間の間隙を大きくすることができる。このため、上記間隙を容易に拡大でき、当該間隙に流通される冷却気体の流量を容易に増加させることができる。

上記一態様では、前記挟持部は、前記第１光学部品に当接して、前記支持部側に前記第１光学部品を押圧する押圧部を有することが好ましい。
このような構成によれば、挟持部によって第１光学部品を挟持した状態を維持しやすくすることができる。従って、第１光学部品を保持部材にて安定して保持できる。

上記一態様では、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光源装置から前記光変調装置に至る光の光路上に配置される第２光学部品と、前記第２光学部品を収容する光学部品用筐体と、を備え、前記光学部品用筐体は、前記保持部材が固定される保持部材固定部を有し、前記保持部材は、前記光学部品用筐体に取り付けられる取付部を有し、前記取付部は、前記保持部材固定部に沿って摺動されて、前記保持部材の移動を案内するガイド部を有することが好ましい。
このような構成によれば、保持部材固定部に取り付けられる取付部がガイド部を有することにより、保持部材の位置調整を容易に実施できる。従って、保持部材、ひいては、第１光学部品の位置調整操作を簡略化できる。

上記一態様では、前記光学素子は、透光性を有する基板と、前記基板に設けられるワイヤーグリッド層と、を有し、前記透光性部材、前記基板及び前記ワイヤーグリッド層は、前記第１光学部品に入射される光の進行方向に向かって、前記透光性部材、前記基板、前記ワイヤーグリッド層の順に配置されていることが好ましい。
このような光学素子は、偏光素子として構成される。
上記構成によれば、上記光学素子において熱が発生するワイヤーグリッド層と、当該光学素子から熱が伝達される透光性部材とは、光学素子において互いに反対側に位置する。これによれば、これらワイヤーグリッド層及び透光性部材に、上記冷却気体を流通させやすくすることができ、これらを効率よく冷却できる。従って、第１光学部品を効果的に冷却でき、当該第１光学部品の熱による劣化を一層抑制できる。
なお、光変調装置が、液晶パネルを有する構成であり、第１光学部品が、当該液晶パネルの光入射側に配置される偏光素子である場合には、ワイヤーグリッド層と液晶パネルとの間に、偏光状態を変化させる部品が配置されないように構成できる。このため、当該液晶パネルでの画像形成に利用される光の光量低下を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 上記実施形態における光学部品用筐体を示す斜視図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す斜視図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す分解斜視図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す分解斜視図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す図。 上記実施形態における入射側偏光板及び保持部材を示す断面図。 上記実施形態における冷却気体の流通方向を示す図。 上記実施形態における支持部と入射側偏光板との間の間隙を流通する冷却気体の流通方向を示す図。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、光源装置３０から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、当該外装筐体２内に収容される装置本体と、を備える。
このようなプロジェクター１は、後述する第１光学部品としての入射側偏光板３４２を保持する保持部材４の構造に特徴の１つを有する。

［装置本体の構成］
装置本体は、画像投射装置３及び冷却装置７（図９参照）を備える。この他、装置本体は、図示を省略するが、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、及び、電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
これらのうち、冷却装置７の構成については、後に詳述する。

［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、上記制御装置による制御の下、画像情報に応じた画像を形成及び投射する。この画像投射装置３は、設計上の光軸である照明光軸Ａｘ上の所定位置にそれぞれ配置される光源装置３０、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３、画像形成装置３４、投射光学装置３５及び光学部品用筐体３６を備える。このような画像投射装置３は、全体として略Ｌ字状の光学ユニットとして構成されている。

［光源装置の構成］
光源装置３０は、均一化装置３１に白色の照明光を出射する。この光源装置３０は、詳しい図示を省略するが、超高圧水銀ランプ等の放電光源ランプを有する。しかしながら、これに限らず、光源装置３０は、ＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源と、当該固体光源から出射された光の波長を変換する波長変換装置と、を有する構成であってもよい。すなわち、光源装置３０の構成は問わない。

［均一化装置、色分離装置及びリレー装置の構成］
均一化装置３１は、光源装置３０から入射される照明光の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この均一化装置３１は、当該照明光の進行方向に向かって順に、第１レンズアレイ３１１、調光装置３１２、第２レンズアレイ３１３、偏光変換素子３１４及び重畳レンズ３１５を有する。これらのうち、偏光変換素子３１４は、入射される照明光を１種類の直線偏光に揃える機能を有する。
色分離装置３２は、均一化装置３１から入射される光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色光に分離する。この色分離装置３２は、それぞれ板状のダイクロイックミラー３２１，３２３及び反射ミラー３２２と、コンデンサレンズ３２４，３２５と、を有する。
リレー装置３３は、青色光及び緑色光に比べて光路が長い赤色光の光路上に設けられる。このリレー装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３及び反射ミラー３３２，３３４を有する。

［画像形成装置の構成］
画像形成装置３４は、色分離装置３２によって分離された各色光を画像情報に応じて変調した後、当該各色光を合成して画像光を形成する。この画像形成装置３４は、色光毎にそれぞれ設けられるフィールドレンズ３４１、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３及び出射側偏光板３４４と、各光変調装置３４３によって変調された各色光を合成する１つの色合成装置３４５と、を有する。

フィールドレンズ３４１は、入射される色光を平行化して出射する。
入射側偏光板３４２（赤、緑及び青用の入射側偏光板をそれぞれ３４２Ｒ，３４２Ｇ，３４２Ｂとする）は、偏光変換素子３１４によって偏光方向が揃えられた直線偏光を透過し、他の直線偏光を遮蔽（吸収）するものであり、第１光学部品に相当する。これら入射側偏光板３４２（以下、偏光板３４２と略す場合がある）の構成については、後に詳述する。

光変調装置３４３（赤、緑及び青用の光変調装置をそれぞれ３４３Ｒ，３４３Ｇ，３４３Ｂとする）は、本実施形態では、透過型の液晶パネルにより構成されている。すなわち、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３及び出射側偏光板３４４により、液晶ライトバルブが構成される。
出射側偏光板３４４は、入射側偏光板３４２とともに光変調装置３４３を挟む位置に配置される。このような出射側偏光板３４４として、入射側偏光板３４２の透過軸に対して直交する透過軸を有するものが挙げられる。
色合成装置３４５は、本実施形態ではクロスダイクロイックプリズムにより構成されているが、複数のダイクロイックミラーを組み合わせた構成としてもよい。

［投射光学装置の構成］
投射光学装置３５は、画像形成装置３４により形成された画像光を上記被投射面上に拡大投射する。この投射光学装置３５は、図示を省略するが、複数のレンズと、当該複数のレンズを収容する鏡筒と、を有する組レンズとして構成できる。

［光学部品用筐体の構成］
図２は、光学部品用筐体３６を示す斜視図である。具体的に、図２は、投射光学装置３５の取付位置側から光学部品用筐体３６を見た斜視図である。
光学部品用筐体３６は、均一化装置３１、色分離装置３２及びリレー装置３３を構成する各光学部品とフィールドレンズ３４１とを、上記照明光軸Ａｘ上の所定位置に収容する。この光学部品用筐体３６は、図２に示すように、部品収納部材３６１及び蓋部材３６２を備えて構成される。なお、当該各光学部品及びフィールドレンズ３４１は、第２光学部品に相当する。

部品収納部材３６１は、上記第２光学部品を内部に挿入するための開口部（図示省略）を有し、当該開口部の一部は、蓋部材３６２により閉塞される。
この部品収納部材３６１は、蓋部材３６２側から見て略矩形状の空間である配置部３６１１を有し、当該配置部３６１１には、フィールドレンズ３４１を除く上記画像形成装置３４が配置される。
また、部品収納部材３６１は、光学部品用筐体３６において光出射側の位置に、略Ｕ字状の取付部３６１２を有する。この取付部３６１２には、投射光学装置３５（図１参照）が取り付けられる。

蓋部材３６２は、部品収納部材３６１の上記開口部の一部を閉塞するように、当該部品収納部材３６１に取り付けられる。この蓋部材３６２は、部品収納部材３６１とは反対側から見て略Ｕ字状に形成されている。
このような蓋部材３６２は、略Ｕ字状の内側端縁近傍に、偏光板３４２を保持する保持部材４がそれぞれ固定される保持部材固定部３６３（赤、緑及び青用の保持部材固定部を、それぞれ３６３Ｒ，３６３Ｇ，３６３Ｂとする）を有する。これら保持部材固定部３６３に、押さえ部材ＰＭ及び保持部材４を挿通した固定部材としてのねじＳＣが固定されることにより、当該保持部材４は固定される。

［入射側偏光板の構成］
図３は、偏光板３４２を光出射側から見た斜視図である。また、図４は、偏光板３４２を光出射側から見た分解斜視図であり、図５は、偏光板３４２を光入射側から見た分解斜視図である。
入射側偏光板３４２は、上記のように、光変調装置３４３に対して光入射側に位置する第１光学部品である。この偏光板３４２は、図３〜図５に示すように、偏光素子３４２１と、当該偏光素子３４２１に対して光入射側に位置する透光性部材３４２４と、を備えて構成される。

以下の説明では、偏光板３４２に入射される光束（色光）の進行方向を＋Ｚ方向とし、当該＋Ｚ方向に直交し、かつ、互いに直交する二方向を、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とする。これらのうち、＋Ｙ方向を、上記部品収納部材３６１から蓋部材３６２に向かう方向とし、＋Ｘ方向を、＋Ｚ方向側から見て＋Ｙ方向が上方に向かう方向とする場合の左から右に向かう方向とする。また、＋Ｚ方向とは反対方向を−Ｚ方向とする。−Ｘ方向及び−Ｙ方向も同様である。

偏光素子３４２１は、偏光変換素子３１４にて偏光方向が揃えられた１種類の直線偏光を透過し、他の直線偏光を遮蔽（吸収）する。この偏光素子３４２１は、ガラス等の透光性を有する基板３４２２に偏光層であるワイヤーグリッド層３４２３が配置された構成を有する。このワイヤーグリッド層３４２３は、基板３４２２において透光性部材３４２４とは反対側（＋Ｚ方向側）の面に位置する。なお、ワイヤーグリッド層３４２３は、蒸着やスパッタリング等により基板３４２２に形成可能である。
透光性部材３４２４は、透光性及び熱伝導性を有する材料（例えば水晶）によって矩形状に形成された板状体であり、偏光素子３４２１と略同じ寸法を有する。この透光性部材３４２４は、入射される光束（色光）を透過して、当該光束を偏光素子３４２１に入射させる。また、透光性部材３４２４は、偏光素子３４２１におけるワイヤーグリッド層３４２３が位置する面とは反対側（−Ｚ方向側）の面と面接触し、当該偏光素子３４２１から伝達される熱を放熱する。これにより、偏光素子３４２１における温度分布が均一化され、当該偏光素子３４２１にて局所的に温度が高くなる部位が生じることが抑制される。
このような偏光板３４２では、フィールドレンズ３４１から入射される光束の進行方向に向かって透光性部材３４２４、基板３４２２、ワイヤーグリッド層３４２３の順で、これらは配置される。

［保持部材の構成］
保持部材４は、上記偏光板３４２を保持した状態にて、上記保持部材固定部３６３に固定される。この保持部材４は、支持部材５と、２つの挟持部材６（６Ａ，６Ｂ）と、を備え、これらが組み合わされて構成されている。
支持部材５は、偏光板３４２を挟持する上記２つの挟持部材６（６Ａ，６Ｂ）が取り付けられ、これにより、当該偏光板３４２を支持する部材であり、保持部材４における支持部に相当する。この支持部材５は、保持部５１及び取付部５２を有し、全体として側面視略Ｌ字状に形成されている。

保持部５１は、ＸＹ平面に沿う平板状に形成されており、光出射側（＋Ｚ方向側）の面は、各挟持部材６を介して偏光板３４２を保持する保持面５１Ａである。
この保持部５１における略中央には、偏光板３４２（透光性部材３４２４）に入射される光束が通過する略矩形の開口部５１１が形成されている。この開口部５１１に対して−Ｙ方向側及び＋Ｙ方向側それぞれの位置に、挟持部材６Ａ，６Ｂが取り付けられる。
また、保持部５１は、＋Ｙ方向側端部の中央に、＋Ｙ方向側に突出する第１操作部５１２を有する。この第１操作部５１２は、＋Ｙ方向側に開口する凹部５１２１を有し、当該凹部５１２１に＋Ｙ方向側から挿入された治具が＋Ｘ方向に沿って移動されることにより、上記保持部材固定部３６３に配置された保持部材４の位置が調整される。

取付部５２は、保持部５１における＋Ｙ方向側の端部から、上記保持面５１Ａに対して交差し、かつ、当該保持面５１Ａ側とは反対側（−Ｚ方向側）に延出した部位であり、上記保持部材固定部３６３に取り付けられる。この取付部５２は、ガイド部５２１、第２操作部５２２及び孔部５２３を有する。
ガイド部５２１は、光入射側から見て中央が上方（＋Ｙ方向側）に膨出した円弧状を有する湾曲部であり、上記保持部材固定部３６３に位置する円弧状のガイド面（図示省略）に沿う形状を有する。このようなガイド部５２１は、保持部材固定部３６３に対して保持部材４の位置が調整される際に、当該ガイド面に沿って摺動する。

第２操作部５２２は、ガイド部５２１において保持部材４の幅方向となる＋Ｘ方向の両端に位置し、それぞれガイド部５２１の端部が＋Ｙ方向側に突出するように折り曲げられた部位である。これら第２操作部５２２が、保持部材４の位置を調整する調整者によって操作されることにより、ガイド部５２１が上記ガイド面に沿って摺動する。
孔部５２３は、上記押さえ部材ＰＭを挿通した上記ねじＳＣ（図２参照）が挿通する部位である。この孔部５２３は、当該ねじＳＣによって保持部材４が保持部材固定部３６３に仮固定された状態でも、当該保持部材４をガイド面に沿って摺動可能とする矩形状に形成されている。

［挟持部材の構成］
２つの挟持部材６（６Ａ，６Ｂ）は、それぞれ偏光素子３４２１及び透光性部材３４２４を挟持した状態にて、上記保持面５１Ａにおいて開口部５１１に対する＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側の部位にそれぞれ取り付けられる。すなわち、挟持部材６Ａ，６Ｂは、支持部材５に取り付けられた際に、保持部材４における挟持部を構成する。これら挟持部材６は、板金を折曲加工して形成される。このような挟持部材６は、対向部６１、押さえ部６２、段差部６３，６４及び固定部６５，６６を有する。
以下、２つの挟持部材６Ａ，６Ｂのうち、−Ｙ方向側に配置される挟持部材６Ａの構成について説明するが、＋Ｙ方向側に位置する挟持部材６Ｂの構成も、＋Ｙ方向と−Ｙ方向とが逆である他は、同様の構成を有する。

図６は、−Ｙ方向側から保持部材４を見た図であり、詳述すると、−Ｙ方向側から挟持部材６Ａを見た図である。
対向部６１は、偏光板３４２において当該偏光板３４２の光軸に対する交差方向に直交する側面のうち、−Ｙ方向側の側面３４２Ｄに対向し、当該側面３４２Ｄに沿って延出している。この対向部６１は、図６に示すように、−Ｚ方向側の端縁が＋Ｚ方向側に凹む凹部６１１を有し、当該凹部６１１を介して側面３４２Ｄの一部が露出される。このため、後述する冷却装置７によって−Ｙ方向側から流通する冷却気体の一部が、当該凹部６１１を介して偏光板３４２に流通される。
なお、挟持部材６Ｂにおける対向部６１は、偏光板３４２の上記側面のうち、＋Ｙ方向側の側面３４２Ｕに対向し、当該側面３４２Ｕに沿って延出している。

押さえ部６２は、固定部６５，６６とともに偏光板３４２を挟持する部位である。この押さえ部６２は、図３〜図５に示すように、起立部６２１、延出部６２２，６２４及び押圧部６２３，６２５を有する。
起立部６２１は、対向部６１における＋Ｚ方向側の端縁の中央から＋Ｙ方向側に起立した部位である。
延出部６２２は、起立部６２１における＋Ｘ方向側の部位から＋Ｘ方向側で、かつ、−Ｚ方向側（偏光板３４２側）に傾斜して延出している。また、延出部６２４は、起立部６２１における−Ｘ方向側の部位から−Ｘ方向側で、かつ、−Ｚ方向側（偏光板３４２側）に傾斜して延出している。これら延出部６２２，６２４は、＋Ｚ方向側に変位可能な弾性（ばね特性）を有する。

押圧部６２３は、延出部６２２から更に＋Ｘ方向側に延出した部位である。この押圧部６２３は、図５に示すように、−Ｚ方向側の面に−Ｚ方向側に半球状に突出する当接部６２３１を有する。
押圧部６２５は、延出部６２４から更に−Ｘ方向側に延出した部位であり、−Ｚ方向側の面に、上記当接部６２３１と同様の当接部６２５１を有する。
これら当接部６２３１，６２３５は、偏光素子３４２１の光出射側の面においてワイヤーグリッド層３４２３が配置されていない部位に当接する。
そして、押圧部６２３，６２５は、当接部６２３１，６２５１が偏光板３４２に当接した際に、延出部６２２，６２４の弾性によって偏光板３４２を固定部６５，６６（ひいては、支持部材５の保持部５１）に向けて所定の圧力で押圧する。

段差部６３，６４は、図３〜図５に示すように、対向部６１における＋Ｘ方向側及び−Ｘ方向側の各端部から更に外側に延出した部位である。
段差部６３は、対向部６１における＋Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向側に屈曲する屈曲部６３１と、当該屈曲部６３１の先端部からＸＺ平面に沿って＋Ｘ方向側に延出する延出部６３２と、を有する。
同様に、段差部６４は、対向部６１における−Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向側に屈曲する屈曲部６４１と、当該屈曲部６４１の先端部からＸＺ平面に沿って−Ｘ方向側に延出する延出部６４２と、を有する。

本実施形態では、延出部６３２，６４２における＋Ｙ方向側の面は、偏光板３４２の上記側面３４２Ｄと当接して、＋Ｙ方向に沿う偏光板３４２の揺動を規制するとともに、当該偏光板３４２を支持する。このため、＋Ｚ方向における段差部６３，６４の寸法は、＋Ｚ方向における上記対向部６１の寸法より大きくなっており、当該段差部６３，６４の強度が高められている。しかしながら、挟持部材６Ａが偏光板３４２を挟持可能であれば、延出部６３２，６４２は、必ずしも偏光板３４２と当接しなくてもよい。

固定部６５，６６は、上記のように、押さえ部６２とともに偏光板３４２を＋Ｚ方向に沿って挟持するとともに、保持部５１に固定される部位である。これらのうち、固定部６５は、図４及び図５に示すように、上記延出部６３２における−Ｚ方向側の端縁から＋Ｙ方向側に延出している。また、固定部６６は、上記延出部６４２における−Ｚ方向側の端縁から＋Ｙ方向側に延出している。
これら固定部６５，６６における＋Ｚ方向側の面６５Ａ，６６Ａ（図４）に偏光板３４２における−Ｚ方向側の面が当接した状態で、上記押さえ部６２の各当接部６２３１，６２５１が当該偏光板３４２における＋Ｚ方向側の面に当接することにより、偏光板３４２は挟持される。

なお、固定部６５，６６において、−Ｚ方向側の面は、上記保持面５１Ａに固定される固定面６５Ｂ，６６Ｂである。本実施形態では、挟持部材６Ａは、図６に示すように、固定面６５Ｂ，６６Ｂが両面テープＴＰによって保持面５１Ａに取り付けられた後、当該固定部６５，６６が接着剤によって固定されることにより、当該保持面５１Ａに固定される。挟持部材６Ｂも同様である。しかしながら、保持面５１Ａへの挟持部材６Ａ，６Ｂの固定方法は、適宜選択可能である。

［凹部による入射側偏光板の露出］
図７は、偏光板３４２を保持した保持部材４を＋Ｙ方向側から見た図である。
ここで、図６及び図７に示すように、挟持部材６Ａ，６Ｂにおける対向部６１には、上記凹部６１１が形成されている。これにより、偏光板３４２（透光性部材３４２４）の一部が−Ｙ方向側及び＋Ｙ方向側に露出される。

［入射側偏光板と支持部材（保持部）との間の間隙］
図８は、偏光板３４２の光軸中心を通るＹＺ平面に沿う偏光板３４２及び保持部材４の断面を−Ｘ方向側から見た図である。なお、図８は、当該断面における挟持部材６Ａの配置部位近傍の領域を図示している。
支持部材５の保持面５１Ａに取り付けられる両面テープＴＰの厚さ（＋Ｚ方向に沿う寸法）と、挟持部材６Ａの固定部６５，６６の厚さとにより、当該挟持部材６Ａによって挟持される偏光板３４２（透光性部材３４２４）と、当該挟持部材６Ａが取り付けられる保持部５１（保持面５１Ａ）との間には、図６及び図８に示すように、間隙ＧＰＡが形成される。
同様に、当該両面テープＴＰの厚さと、挟持部材６Ｂの固定部６５，６６の厚さとにより、当該挟持部材６Ｂによって挟持される偏光板３４２（透光性部材３４２４）と保持部５１（保持面５１Ａ）との間には、図７に示すように、間隙ＧＰＢが形成される。
これら間隙ＧＰＡ，ＧＰＢには、後述する冷却装置７から送出されて偏光板３４２を冷却する冷却気体の一部が流通する。この冷却気体の流路については、後に詳述する。

［冷却装置の構成］
図９は、冷却装置７（冷却部７１）によって流通される冷却気体の流通方向を示す模式図である。なお、図９においては、当該冷却部７１の冷却対象以外の構成の図示を省略している。
冷却装置７は、冷却気体を流通させて、上記装置本体を構成する各冷却対象を冷却する。この冷却装置７は、冷却対象に応じた複数の冷却部を有し、当該複数の冷却部の１つは、それぞれ青色光用の入射側偏光板３４２Ｂ、光変調装置３４３Ｂ及び出射側偏光板３４４を冷却対象とし、当該冷却対象を冷却する冷却部７１である。
この冷却部７１は、図９に示すように、外部から外装筐体２内に導入された冷却気体を流通させるファン（図示省略）と、当該ファンから送出された冷却気体を上記冷却対象に導くダクト７２と、を有する。

このダクト７２から送出された冷却気体ＣＡ１〜ＣＡ４のうち、冷却気体ＣＡ１は、色合成装置３４５と出射側偏光板３４４との間を＋Ｙ方向側に流通して、当該出射側偏光板３４４における光出射側の面を冷却する。
冷却気体ＣＡ２は、出射側偏光板３４４と光変調装置３４３Ｂとの間を＋Ｙ方向側に流通して、当該出射側偏光板３４４の光入射側の面と光変調装置３４３Ｂの光出射側の面とを冷却する。
冷却気体ＣＡ３は、光変調装置３４３Ｂと入射側偏光板３４２Ｂとの間を＋Ｙ方向側に流通して、光変調装置３４３Ｂの光入射側の面と、当該入射側偏光板３４２Ｂにおけるワイヤーグリッド層３４２３とを冷却する。
冷却気体ＣＡ４は、入射側偏光板３４２Ｂとフィールドレンズ３４１との間を＋Ｙ方向側に流通して、当該入射側偏光板３４２Ｂにおける透光性部材３４２４の光入射側の面を冷却する。

図１０は、支持部材５における保持部５１と偏光板３４２との間の間隙ＧＰＡを流通する冷却気体の流通方向を示す図である。なお、図１０に示す図は、上記図８と同様に、偏光板３４２の光軸中心を通るＹＺ平面に沿う偏光板３４２及び保持部材４の断面を−Ｘ方向側から見た図である。
また、入射側偏光板３４２Ｂに対して−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に流通する冷却気体のうち、一部の冷却気体ＣＡ５は、図１０に示すように、上記間隙ＧＰＡ内に流入する。この冷却気体ＣＡ５は、偏光板３４２（透光性部材３４２４）における光入射側の面に沿って＋Ｙ方向側に流通して、開口部５１１内に侵入し、当該光入射側の面を冷却する。この冷却気体ＣＡ５の一部は、更に、上記間隙ＧＰＢを通って＋Ｙ方向側に排出される。
なお、入射側偏光板３４２Ｂに対して−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に流通する冷却気体のうち、他の一部の冷却気体は、挟持部材６Ａに形成された凹部６１１を介して偏光板３４２の側面３４２Ｄに流通する。これにより、側面３４２Ｄは冷却される。

なお、上記冷却装置７が備える複数の冷却部には、それぞれ緑色光用の入射側偏光板３４２Ｇ、光変調装置３４３Ｇ及び出射側偏光板３４４を冷却対象とする冷却部、及び、それぞれ赤色光用の入射側偏光板３４２Ｒ、光変調装置３４３Ｒ及び出射側偏光板３４４を冷却対象とする冷却部が含まれる。これら冷却部によって流通される冷却気体も、上記冷却部７１により流通される冷却気体と同様に流通して、これら冷却対象を冷却する。
なお、これら冷却部は、必ずしもそれぞれが独立していなくてもよく、例えば、１つのファンから送出された冷却気体が、２以上の入射側偏光板等に送出されてもよい。

［実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１には、以下の効果がある。
偏光板３４２は、偏光素子３４２１と、当該偏光素子３４２１に対向して配置され、当該偏光素子３４２１に当接される透光性部材３４２４と、を有する。これによれば、透光性部材３４２４が、偏光素子３４２１から伝達される熱を拡散させつつ放熱できる。このため、偏光素子３４２１の温度分布を均一化させやすくすることができ、局所的に温度が高い部位が当該偏光素子３４２１に生じることを抑制できる。従って、偏光素子３４２１、ひいては、第１光学部品としての偏光板３４２の熱による劣化を抑制できる。

また、上記冷却気体ＣＡ５の流通方向上流側において、偏光板３４２と、挟持部材６Ａを介して当該偏光板３４２を保持する保持部５１との間には、間隙ＧＰＡが形成されている。これによれば、冷却部７１（ダクト７２）によって流通される冷却気体ＣＡ５を、当該間隙ＧＰＡに流通させることができる。そして、当該間隙ＧＰＡを流通した冷却気体ＣＡ５を、開口部５１１内の部位、すなわち、偏光板３４２において光が入射される部位に流通させることにより、当該部位を冷却できる。これにより、偏光板３４２と冷却気体との接触面積を拡大できる他、当該偏光板３４２において冷却気体が流通しにくい部位に当該冷却気体を流通させることができる。従って、第１光学部品としての入射側偏光板３４２の冷却効率を高めることができ、当該偏光板３４２の熱による劣化を抑制できる。

挟持部として機能する挟持部材６は、偏光板３４２の一部を露出させ、当該偏光板３４２に冷却気体を流通させる凹部６１１を有する。これによれば、偏光板３４２において冷却気体との接触面積を拡大できる。従って、偏光板３４２の冷却効率をより高めることができ、当該偏光板３４２の熱による劣化を一層抑制できる。

挟持部材６は、偏光板３４２と支持部材５の保持部５１との間に位置して、当該保持部５１に固定される固定部６５，６６を有する。そして、上記間隙ＧＰＡ，ＧＰＢは、固定部６５，６６の厚みと、両面テープＴＰの厚みとにより形成される。これによれば、当該間隙ＧＰＡ，ＧＰＢを形成するための突出部分を挟持部材６や支持部材５に設ける必要がない。従って、保持部材４の構成を簡略化できる。
また、支持部材５とは別体として形成される挟持部材６において、上記固定部６５，６６は、板金を折曲加工することによって形成されている。このため、固定部６５，６６を形成する際の折り曲げを容易にするマージンの分だけ、偏光板３４２と保持部５１との間の間隙ＧＰＡ，ＧＰＢを大きくすることができる。このため、上記間隙ＧＰＡ，ＧＰＢを容易に拡大でき、当該間隙ＧＰＡ，ＧＰＢ（特に間隙ＧＰＡ）に流通される冷却気体の流量を容易に増加させることができる。

挟持部材６は、偏光板３４２に当接して、固定部６５，６６側、ひいては、保持部５１側に偏光板３４２を押圧する押圧部６２３，６２５を有する。これによれば、挟持部材６によって偏光板３４２を挟持した状態を維持しやすくすることができる。従って、偏光板３４２を保持部材４にて安定して保持できる。

プロジェクター１は、上記第２光学部品を収容する光学部品用筐体３６を備える。この光学部品用筐体３６は、各入射側偏光板３４２を保持する保持部材４が固定される保持部材固定部３６３を蓋部材３６２に有する。また、保持部材４は、当該保持部材固定部３６３に取り付けられる取付部５２を有する。この取付部５２は、保持部材固定部３６３に沿って摺動されて、保持部材４の移動を案内するガイド部５２１を有する。これによれば、保持部材４の位置調整を容易に実施できる。従って、保持部材４、ひいては、入射側偏光板３４２の位置調整操作を簡略化できる。

偏光素子３４２１は、透光性を有する基板３４２２と、当該基板３４２２に設けられるワイヤーグリッド層３４２３と、を有する。そして、偏光板３４２を構成する透光性部材３４２４、基板３４２２及びワイヤーグリッド層３４２３は、当該偏光板３４２に入射される光の進行方向に向かって、透光性部材３４２４、基板３４２２、ワイヤーグリッド層３４２３の順に配置されている。すなわち、上記偏光素子３４２１において熱が発生するワイヤーグリッド層３４２３と、当該偏光素子３４２１から熱が伝達される透光性部材３４２４とは、偏光素子３４２１において互いに反対側に位置する。これによれば、これらワイヤーグリッド層３４２３及び透光性部材３４２４に、上記冷却気体を流通させやすくすることができ、これらを効率よく冷却できる。従って、偏光板３４２を効果的に冷却でき、当該偏光板３４２の熱による劣化を一層抑制できる。
また、偏光板３４２が上記のように配置されることにより、ワイヤーグリッド層３４２３と、液晶パネルによる構成される光変調装置３４３との間に、偏光状態を変化させる光学部品が配置されることがない。このため、光変調装置３４３での画像形成に利用される光の光量低下を抑制できる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、保持部材４は、第１光学部品としての偏光板３４２を保持するとした。しかしながら、これに限らず、第１光学部品（光学素子）は、入射光を光学的に変換する特性に含まれる特性であれば、他の特性を有するものでもよい。例えば、光変調装置３４３の光入射側又は光出射側に光学補償素子が配置される場合には、当該光学補償素子を保持部材４が保持する構成としてもよい。また、保持部材４が保持する偏光板は、入射側偏光板３４２に限らず、他の部位に位置する偏光板であってもよい。また、光学素子の構成によっては、上記開口部５１１は、当該光学素子に入射される光が通過する開口部としてもよく、当該光学素子から出射された光が通過する開口部としてもよい。

上記実施形態では、支持部材５の開口部５１１に対して−Ｙ方向側に挟持部材６Ａが設けられ、＋Ｙ方向側に挟持部材６Ｂが設けられ、これら挟持部材６Ａ，６Ｂは同じ構成を有するとした。しかしながら、これに限らず、挟持部材６Ａ，６Ｂの構成はそれぞれ異なっていてもよい。例えば、冷却気体の流通方向における上流側に位置する挟持部材は、支持部と第１光学部品との間に間隙を形成するものの、下流側に位置する挟持部材は、当該間隙を形成しなくてもよい。また、挟持部材６Ａ，６Ｂの配置は、開口部５１１に対して−Ｙ方向側及び＋Ｙ方向側の部位に限らず、例えば開口部５１１に対して−Ｘ方向側及び＋Ｘ方向側の部位とする等、他の部位でもよい。

上記実施形態では、保持部材４をそれぞれ構成する支持部材５及び挟持部材６は、それぞれ別体として構成され、当該挟持部材６が支持部材５に接着されるとした。しかしながら、これに限らず、挟持部材は、ねじ等の固定部材を用いて支持部材に取り付けられる構成としてもよい。また、支持部材５及び挟持部材６の構成を有する保持部材を一体的に構成してもよい。

上記実施形態では、挟持部材６は、偏光板３４２の側面（側面３４２Ｄ，３４２Ｕ）を露出させる凹部６１１を有するとした。しかしながら、これに限らず、このような凹部６１１は無くてもよい。この他、段差部６３，６４は無くてもよく、この場合、固定部６５，６６は、対向部６１から起立又は垂下していてもよい。
また、＋Ｚ方向における段差部６３，６４の寸法は、同方向における対向部６１の寸法より大きいとした。しかしながら、これに限らず、これら寸法は同じであってもよく、大小関係が逆でもよい。

上記実施形態では、間隙ＧＰＡ，ＧＰＢは、＋Ｚ方向における両面テープＴＰの厚さと、同方向における固定部６５，６６の厚さとによって形成されるとした。しかしながら、これに限らず、挟持部材は、例えば対向部６１から突出して保持部５１に当接する突出部を設ける等して、上記間隙ＧＰＡ，ＧＰＢと同様の間隙を形成する構成としてもよい。また、このような突出部は、支持部材側に設けられていてもよい。すなわち、冷却気体が流通可能な間隙が、支持部と第１光学部品との間に形成されていればよい。
なお、上記のように、両面テープＴＰは使用されなくてもよく、他の部材を保持部５１と固定部６５，６６との間に介装する等して、間隙ＧＰＡ，ＧＰＢを拡大させてもよい。

上記実施形態では、挟持部材６は、固定部６５，６６の面６５Ａ，６６Ａに偏光板３４２を押圧する押圧部６２３，６２５を有するとした。しかしながら、これに限らず、挟持部材によって挟持対象の光学部品を保持可能であれば、これら押圧部６２３，６２５は無くてもよい。また、面６５Ａ，６６Ａに当接された第１光学部品と押さえ部６２との間に金属板を介装する等して、挟持部材によって第１光学部品を隙間なく保持させる構成としてもよい。

上記実施形態では、光学部品用筐体３６は、部品収納部材３６１と、当該部品収納部材３６１に取り付けられる蓋部材３６２と、を有する構成とした。しかしながら、これに限らず、光学部品用筐体３６の構成及び形状は問わない。例えば、部品収納部材３６１に保持部材４が取付可能であれば、蓋部材３６２は無くてもよい。すなわち、光学部品用筐体における保持部材の取付位置は、適宜変更可能であり、保持部材の取付対象も、光学部品用筐体でなくてもよい。

上記実施形態では、偏光板３４２は、基板３４２２及びワイヤーグリッド層３４２３を有する偏光素子３４２１と、当該基板３４２２と当接する透光性部材３４２４と、を備え、入射される光の進行方向に向かって、透光性部材３４２４、基板３４２２、ワイヤーグリッド層３４２３の順で、これらは配置されるとした。しかしながら、これに限らず、これらの順序は適宜変更可能である。なお、上記の配列順とすれば、上記効果を奏することができる。

上記実施形態では、ワイヤーグリッド層３４２３は、蒸着やスパッタリング等により、基板３４２２に形成されるとした。しかしながら、これに限らず、偏光フィルムが基板３４２２に貼付されることによって、当該基板３４２２にワイヤーグリッド層３４２３が形成されてもよい。また、偏光素子は、無機偏光素子及び有機偏光素子のいずれであってもよい。更に、通過する色光に応じて、偏光板の構成を異ならせてもよい。

上記実施形態では、プロジェクター１は、それぞれ液晶パネルを備えて構成される３つの光変調装置３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を備えたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記実施形態では、画像投射装置３は、図１に示した略Ｌ字状に構成されていた。しかしながら、これに限らず、略Ｕ字状等の他のレイアウトに構成されていてもよい。また、画像投射装置３に採用される光学部品は、上記に限らず、適宜変更可能であり、一部が省略されてもよく、他の構成が追加されていてもよい。

上記実施形態では、光変調装置３４３は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを有するとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置３４３は、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを有していてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。

１…プロジェクター、３０…光源装置、３１…均一化装置（第２光学部品）、３２…色分離装置（第２光学部品）、３３…リレー装置（第２光学部品）、３４１…フィールドレンズ（第２光学部品）、３４２（３４２Ｂ，３４２Ｇ，３４２Ｒ）…入射側偏光板（第１光学部品）、３４２Ｄ…側面、３４２１…偏光素子（光学素子）、３４２２…基板、３４２３…ワイヤーグリッド層、３４２４…透光性部材、３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）…光変調装置、３６…光学部品用筐体、３６３（３６３Ｂ，３６３Ｇ，３６３Ｒ）…保持部材固定部、４…保持部材、５…支持部材（支持部）、５１…保持部、５１Ａ…保持面、５１１…開口部、５２…取付部、５２１…ガイド部、６（６Ａ，６Ｂ）…挟持部材（挟持部）、６１…対向部、６１１…凹部、６２…押さえ部、６２３，６２５…押圧部、６５，６６…固定部、７１…冷却部、ＧＰＡ，ＧＰＢ…間隙、ＣＡ５…冷却気体。

Claims (6)

1. 光源装置と、
   前記光源装置から出射された光の光路上に配置される第１光学部品と、
   前記第１光学部品を保持する保持部材と、
   前記第１光学部品に冷却気体を流通させる冷却部と、を備え、
   前記第１光学部品は、
   入射される光を光学的に変換する光学素子と、
   前記光学素子に対向し、前記光学素子に当接する透光性部材と、を有し、
   前記保持部材は、
   前記光学素子及び前記透光性部材を挟持する挟持部と、
   前記挟持部を介して前記第１光学部品を支持する支持部と、を有し、
   前記支持部は、前記第１光学部品に入射される光、及び、前記第１光学部品から出射される光の少なくともいずれかが通過する開口部を有し、
   前記支持部と前記第１光学部品との間には、間隙が形成されていることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記挟持部は、前記第１光学部品の一部を露出させ、前記第１光学部品に前記冷却気体を流通させる凹部を有することを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
   前記挟持部は、前記第１光学部品と前記支持部との間に位置し、前記支持部に固定される固定部を有し、
   前記間隙の少なくとも一部は、前記固定部の厚みによって形成されることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項３に記載のプロジェクターにおいて、
   前記挟持部は、前記第１光学部品に当接して、前記支持部側に前記第１光学部品を押圧する押圧部を有することを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
   前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
   前記光源装置から前記光変調装置に至る光の光路上に配置される第２光学部品と、
   前記第２光学部品を収容する光学部品用筐体と、を備え、
   前記光学部品用筐体は、前記保持部材が固定される保持部材固定部を有し、
   前記保持部材は、前記光学部品用筐体に取り付けられる取付部を有し、
   前記取付部は、前記保持部材固定部に沿って摺動されて、前記保持部材の移動を案内するガイド部を有することを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
   前記光学素子は、
   透光性を有する基板と、
   前記基板に設けられるワイヤーグリッド層と、を有し、
   前記透光性部材、前記基板及び前記ワイヤーグリッド層は、前記第１光学部品に入射される光の進行方向に向かって、前記透光性部材、前記基板、前記ワイヤーグリッド層の順に配置されていることを特徴とするプロジェクター。

Images